第七章呼吸系统的结构与功能

1、第七章第七章 呼呼 吸吸 生生 理理第二节第二节 肺肺 通通 气气第四节第四节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输第五节第五节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节第三节第三节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气第一节第一节 呼吸系统的组成和结构呼吸系统的组成和结构概概 述述呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸全过程：呼吸全过程：呼吸的意义：1.维持内环境中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 确保新陈代谢的正常进行，呼吸过程任何一个环节发生障碍都将引起组织缺氧和二氧化碳的堆积2.协同作用 呼吸过程，呼吸系统和循环系统是密切配合，协同作用的呼吸的过程O2CO2呼

2、吸道肺泡肺泡cap微循环组织细胞血循环O2CO2肺通气肺换气外呼吸气体运输内呼吸第一节呼吸系统的组成和结构第一节呼吸系统的组成和结构（自学）（自学）呼吸道肺上呼吸道下呼吸道:鼻、咽、喉:气管和各级支气管肺实质肺间质组成6一、呼吸道 （一）鼻鼻是呼吸道的起始部，也是嗅觉器官，由外鼻、鼻腔和鼻旁窦三部分组成。1、外鼻2、鼻腔3、鼻旁窦 （二）咽 （三）喉 （四）器官和支气管The location of thyroid gland*locate anterior and both sides of larynx and trachea Left lobe of thyroid glandRight

3、 lobe of thyroid glandIsthmus of thyroid glandThyroid glandArch of cricoidHyoid boneThyroid notchThyroid prominenceCricothyroid lig. （三） 喉1.喉的软骨喉的软骨喉软骨构成喉的支架，包括甲状软骨、环状软骨、会厌软骨和杓状软骨。569(2)(2)结构：结构：由由软骨软骨、软骨的连结、喉肌和粘膜等构成。、软骨的连结、喉肌和粘膜等构成。 (1)位置：位置：颈前部正中皮下，喉咽的前方。第颈前部正中皮下，喉咽的前方。第4、颈椎体之间，、颈椎体之间，第颈椎体下缘第颈椎体下缘

4、 左板右板喉结上切迹上角下角1.1甲状软骨甲状软骨101.2环状软骨环状软骨关节面1.3杓杓状软骨状软骨肌突声带突底环状软骨板环状软骨弓11会厌会厌1.4会厌软骨会厌软骨 会厌软骨会厌软骨环状软骨环状软骨甲状软骨甲状软骨勺状软骨勺状软骨喉前，喉前，叶状叶状 弯曲的板状弯曲的板状喉结喉结2喉的连结喉的连结2.1环环杓杓关节关节2.2环甲关节环甲关节2.3弹性圆锥弹性圆锥2.4方形膜方形膜2.5甲状舌骨膜甲状舌骨膜2.6环状软骨气管韧带环状软骨气管韧带1114弹性圆锥声韧带弹性圆锥声韧带甲状软骨环状软骨上缘环甲正中韧带15方形膜前庭韧带16环甲肌环杓后肌环杓侧肌甲杓肌杓斜肌杓横肌松弛声带、缩小声门

5、开大声门、紧张声带紧张声带缩小喉口缩小声门缩小声门173.喉肌：骨骼肌，参与吞咽、呼吸、发声等运动。勺状软骨与甲状软骨之间有声韧带，外被粘膜形成声带，两声带间的裂隙称声门裂。184.喉腔喉腔喉腔上通喉咽，下通气管。由会厌上缘、杓状会厌襞和杓间切迹围成，朝向后上方。杓会厌襞杓间切迹喉口：19喉腔分三部喉前庭喉中间腔声门下腔前庭襞声襞喉室前庭裂声门裂会厌结节声带声襞以及由其覆盖的声韧带和声带肌组成。20（四）气管与支气管1.气管气管位于食管前方，上接环状软骨，经颈部正中，下行入胸腔。气管由1418个“C”形的气管软骨借气管环状韧带相连结作为支架，内面衬以粘膜。1.1位置1.2组成2.主支气管气管于

6、胸骨角平面分为左、右主支气管，分叉处称气管杈。内面的纵嵴称气管隆嵴左主支气管右主支气管气管隆嵴21二、 肺肺的外形肺尖肺底（膈面）肋面前缘后缘下缘内侧面（纵隔面）肺尖肺底肋面下缘前缘斜裂右肺副裂斜裂上上 叶叶下叶下叶上上 叶叶中叶中叶下下 叶叶22位置：位置：胸腔内，胸腔内，纵隔两侧，纵隔两侧，膈肌上方，膈肌上方，左右各一，左右各一，被胸膜覆盖。被胸膜覆盖。肺 气体交换的场所。 位于胸腔、纵隔两侧，左、右各一。 健康-粉红色，柔软、富有弹性。 幼儿肺：淡红色幼儿肺：淡红色成人肺：暗红色成人肺：暗红色老年肺：蓝灰色老年肺：蓝灰色 n纵隔面上有肺门n是支气管、血管、淋巴管和神经出人肺的地方。n上述

7、结构被结缔组织包裹成束，称为肺根。肺有肺有3个面个面 肋面：肋面：外侧面外侧面 膈面：膈面：与膈相贴与膈相贴 纵隔面：纵隔面：内侧面内侧面肺门是肺内侧面中部的椭圆形凹陷处，有支气管、肺动脉、肺静脉、支气管动脉、支气管静脉、淋巴管和神经进出。肺根出入肺门的结构被结缔组织包绕而成。支气管支气管动、静脉肺动脉支气管肺门淋巴结肺静脉28组织结构 导管部导管部小支气管小支气管细支气管细支气管支气管树支气管树终末支气管终末支气管呼吸性细支气管呼吸性细支气管肺泡管肺泡管肺泡肺泡呼吸部呼吸部肺泡囊肺泡囊092肺内支气管与肺段左、右主支气管左、右主支气管在肺门附近分出肺叶支气管，肺叶支气管再分为肺段支气管，反复

8、分支，形成支气管树。支气管分支可达23-25级，最后连于肺泡。三、 胸膜胸膜脏胸膜壁胸膜胸膜腔脏胸膜与壁胸膜之间的封闭的浆膜囊腔隙肺的表面胸壁内面膈上面和纵隔表面肋胸膜膈胸膜纵隔胸膜胸膜顶胸膜隐窝壁胸膜相互移行转折之处的胸膜腔称为胸膜隐窝，即使在深吸气时，肺缘也不能充满此空间。脏胸膜 壁胸膜胸膜腔膈胸膜纵隔胸膜胸膜顶肋膈隐窝32四、 纵隔纵隔是左右纵隔胸膜间全部器官、结构与结缔组织的总称。33第二节第二节 肺通气肺通气肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程。呼吸运动：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。功能：1.气体进出的通道，并调节气道阻力2.保护和防御功能。呼吸肌的组成 膈肌：改变胸腔的垂

9、直经呼吸肌 肋间肌 肋间外肌 改变胸腔的前后左右径 肋间内肌 一、肺通气的原理一、肺通气的原理（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力呼呼 气气肺内压肺内压大气压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏吸吸 气气肺内压肺内压大气压大气压胸胸 廓廓呼呼 吸吸 肌肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张 原动力原动力: :呼吸运动呼吸运动是肺通气的原动力。是肺通气的原动力。 直接动力直接动力: :肺内压肺内压与外界大气压间的压与外界大气压间的压力差。力差。扩扩 张张(1)(1)1.1.呼吸运动呼吸运动过程：过程： 平静呼吸平静呼吸：肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道出肺气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小胸廓容积缩

10、小, ,肺被动缩小肺被动缩小膈肌和肋间外肌膈肌和肋间外肌舒张，舒张，肋骨和膈肌弹性回位，肋骨和膈肌弹性回位，缩小胸廓缩小胸廓上下、前后、左右径上下、前后、左右径肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道入肺气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张肺在胸膜腔负压作用下被动扩张( (因肺无主动扩缩的组织结构因肺无主动扩缩的组织结构) ) 膈肌膈肌收缩使膈顶下移，收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径增大胸廓的上下径肋间外肌肋间外肌收缩使肋骨上提收缩使肋骨上提, ,扩扩大胸廓前后、左右径大胸廓前后、左右径 吸吸 气气 呼呼 气气1.1.呼吸运动呼吸运动 (2)(2)型式型式:

11、 : 按呼吸深度分按呼吸深度分: :平静呼吸和用力呼吸；平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分按动作部位分: :胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。 混合呼吸混合呼吸: :正常成人。正常成人。 腹式呼吸腹式呼吸: :婴儿、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸胸式呼吸: :严重腹水、腹腔有巨大肿块、严重腹水、腹腔有巨大肿块、(3)(3)频率频率: : 成人成人:12:121818次次/ /分分 婴儿婴儿:60:607070次次/ /分分妊娠、肥胖。妊娠、肥胖。 用力呼吸用力呼吸： 用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一步扩大。用力吸气时，辅助吸气肌也参

12、加，胸廓容积进一步扩大。 用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌 + +腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。 人工呼吸人工呼吸: : 原理原理: :使肺内与外界大气压间产生压力差使肺内与外界大气压间产生压力差 方法方法: :负压吸气式负压吸气式( (压胸法压胸法) ) 正压吸气式正压吸气式( ( 口对口呼吸法，呼吸机口对口呼吸法，呼吸机) )(4)(4)特点特点： 平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。用力呼吸时，吸气和呼气

13、都是主动的。 平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。2.2.肺内压肺内压: :肺内压是指肺泡内气体的压力。肺内压是指肺泡内气体的压力。在呼吸过程中，肺内压呈周期性变化。在呼吸过程中，肺内压呈周期性变化。平静吸气初平静吸气初: :肺内压肺内压 大气压大气压=0.3=0.30.4kPa0.4kPa气出肺气出肺平静呼气末平静呼气末: :肺内压肺内压 = = 大气压大气压气流停气流停3.3.胸内压胸内压 胸内压是指胸膜腔内的压力。胸内压是指胸膜腔内的压力。胸内压的测定：（了解）1.直接法可用与检压计相连的套管插入胸膜腔内直接检查2.间接法 平静吸气时平静吸气时: :胸

14、内压胸内压 大气压大气压=0.7=0.71.3kPa1.3kPa 平静呼气时平静呼气时: :胸内压胸内压 肺容积；肺容积；壁层胸膜紧贴于胸廓内壁壁层胸膜紧贴于胸廓内壁 形成因素形成因素: : 两两种方向相反作用力的代数和种方向相反作用力的代数和胸内压大气压肺回缩力胸内压大气压肺回缩力胸内压胸内压0 0肺回缩力肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张迫使脏层胸膜外移使肺扩张( (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力) ) 肺肺 回回 缩缩 力力 ( (大大 气气 压压) ) 肺肺 内内 压压 生理意义生理意义: :1.1.维持肺处于扩张状态；维持肺

15、处于扩张状态；2.2.降低中心静脉压，促进血液和淋巴液的回流。降低中心静脉压，促进血液和淋巴液的回流。结论：结论：胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相互抵胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相互抵消的代数和消的代数和, ,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力 弹性阻力弹性阻力70%70%非弹性阻力非弹性阻力30%30%肺通气阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式气道阻力：与气体流动形式+ +气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力

16、惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力: 1/3: 1/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/32/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计1.1.弹性阻力弹性阻力: :弹性阻力：弹性组织受外力作用发生变形时所产生的弹性阻力：弹性组织受外力作用发生变形时所产生的对抗变形的力。对抗变形的力。顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。 易扩张，顺应性大，弹性阻力小易扩张，顺应性大，弹性阻力小 不易扩张，顺应性小，弹性阻力大不易扩张，顺应性小，弹性阻力大顺应性与弹性阻力成反变关系。顺应性与弹性阻力成反变关系。肺容积变化肺容积变化( (V)V) 肺顺应性肺顺应性(C(

17、CL L)= = 0.2L/cmH)= = 0.2L/cmH2 2O O 跨肺压变化跨肺压变化( (P)P) 肺内压与胸膜腔内压之差肺内压与胸膜腔内压之差测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/cmHL/cmH2 2O O） 比顺应性比顺应性= = 肺总量（肺总量（L L）(1)(1)肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺弹性组织回缩力肺弹性组织回缩力:1/3:1/3肺泡表面张力肺泡表面张力:2/3:2/3表面活性物质：表面活性物质：肺泡上皮细胞的组成肺泡上皮细胞的组成1.1.型肺泡上皮细胞：扁平上皮细胞，覆盖型肺泡上皮细胞：扁平上皮细胞，覆盖90%90%以上肺泡表面以上肺泡表面2.2.型型肺泡上皮细胞：立方

18、形，肺泡上皮细胞：立方形，合成并分泌肺泡表面活性物合成并分泌肺泡表面活性物质质二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂( DPPC )( DPPC )，降低肺泡表面张力，防止，降低肺泡表面张力，防止肺泡塌陷。肺泡塌陷。成分成分: :二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂( DPPC )( DPPC )单分子层分布于肺泡液单分子层分布于肺泡液- -气界面上，其密度随肺泡的张缩而改气界面上，其密度随肺泡的张缩而改变。变。 DPPCDPPC的作用：的作用：降低肺泡表面张降低肺泡表面张力力减小肺泡的回缩力减小肺泡的回缩力意义：意义：1.1.维持肺泡内压的稳定性，防止肺泡破裂或萎缩维持肺泡内压的稳定性，防止肺泡破裂或萎缩2.

19、2.减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿3.3.降低吸气阻力，减少吸气做功，保持肺的扩张。降低吸气阻力，减少吸气做功，保持肺的扩张。 缺乏缺乏DPPCDPPC：导致呼吸窘迫综合征：导致呼吸窘迫综合征肺泡表面张力的作用：肺泡表面张力的作用：1.1.引起肺泡回缩，构成肺回缩力的主要成分引起肺泡回缩，构成肺回缩力的主要成分2.2.导致肺泡内压不稳定，使肺泡破裂或萎缩导致肺泡内压不稳定，使肺泡破裂或萎缩3.3.促使肺泡内液生成，产生肺水肿促使肺泡内液生成，产生肺水肿小结： 吸气 肺泡表面积 DPPC分散 降表面张力的作用 肺泡表面张力 肺泡回缩 防止肺泡

20、破裂 呼气 肺泡表面积 DPPC密集 降表面张力的作用 肺泡表面张力 肺泡扩张 防止塌陷（2 2）胸廓的弹性阻力）胸廓的弹性阻力 由胸廓的弹性组织所形成，作用方向视由胸廓的弹性组织所形成，作用方向视胸廓扩大的程度而异胸廓扩大的程度而异: : 胸廓处于自然位置时胸廓处于自然位置时( (肺容量肺容量6767) )，不表现有弹性回缩力；不表现有弹性回缩力； 胸廓缩小时胸廓缩小时( (肺容量肺容量6767) )，胸廓的，胸廓的弹性回缩力向外弹性回缩力向外= =吸气的动力，呼气的阻力；吸气的动力，呼气的阻力； 胸廓扩大时胸廓扩大时( (肺容量肺容量6767) )，胸廓的，胸廓的弹性回缩力向内弹性回缩力向

21、内= =吸气的阻力，呼气的动力。吸气的阻力，呼气的动力。肺容量变化肺容量变化( (P)P) 胸廓顺应性胸廓顺应性 = 0.2L/cmH= 0.2L/cmH2 2O O 跨壁压跨壁压( (P)P)2.2.非弹性阻力非弹性阻力气道阻力气道阻力 气道阻力特点气道阻力特点: : 只在呼吸运动时产生；只在呼吸运动时产生； 流速快流速快阻力大阻力大 与气体流动形式有关：与气体流动形式有关： 层流层流阻力小阻力小 湍流湍流阻力大阻力大 与气道半径的与气道半径的4 4次方成反比：次方成反比： （R1R1r r4 4） 二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价 ( (一一) )肺容量：肺所容纳的气体量肺容量：肺

22、所容纳的气体量概念：潮气量：500ml，平静呼吸时每次吸入或呼出的气体量补吸气量和深吸气量补呼气量余气量和功能余气量机能余气量机能余气量余气量补呼气量余气量补呼气量肺总容量肺总容量肺活量余气量肺活量余气量 肺活量肺活量补吸气量潮气量补呼气量补吸气量潮气量补呼气量 时间肺活量时间肺活量= =用力吸气后再用力并快速呼出的气体用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量的百分数。量占肺活量的百分数。评价肺通气功能较好指标 正常值：正常值：t t1 1末末=83=83，t t2 2末末=96=96,t,t3 3末末=99=99 。 意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变意义：反映肺活量容量的大小、

23、呼吸所遇阻力的变化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时间肺活量间肺活量。( (二二) ) 肺通气量和肺泡通气量：肺通气量和肺泡通气量：每分通气量每分通气量潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率( (次次/ /分分) ) 最大通气量最大通气量= =最大限度潮气量最大限度潮气量最快呼吸频率最快呼吸频率( (次次/ /分分) ) （一般只测（一般只测5 5秒再乘以秒再乘以4 4，可反映肺通气功能的贮备能力），可反映肺通气功能的贮备能力） 通气贮存量百分比通气贮存量百分比 = = 最大通气量最大通气量最大通气量最大通气量- -每分通气量每分通气量100%10

24、0%93%(93%(反映通气贮备能力反映通气贮备能力) )= 6= 68 L/min8 L/min= 70= 70120 120 L/minL/min2.2.肺泡通气量肺泡通气量( (潮气量潮气量- -无效腔量无效腔量) )呼吸频率呼吸频率 （每分钟肺内更新的气体量）（每分钟肺内更新的气体量）解剖无效腔解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道：无气体交换能力的腔（从上呼吸道呼吸性细支气管）。呼吸性细支气管）。 肺泡无效腔肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。的肺泡腔。 生理无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔解剖无效腔肺泡无效腔 = 4.2= 4

25、.26.3 L/min6.3 L/min 第三节肺换气和组织换气第三节肺换气和组织换气 肺泡和血液之间肺泡和血液之间肺换气肺换气 血液和组织细胞之间血液和组织细胞之间组织换气组织换气一、肺换气和组织换气的基本原理一、肺换气和组织换气的基本原理（一）气体的扩散（一）气体的扩散 动力动力：膜两侧的气体分压差。膜两侧的气体分压差。 条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。 气体交换扩散 第三节肺换气和组织换气第三节肺换气和组织换气 一、肺换气和组织换气的基本原理一、肺换气和组织换气的基本原理（二）气体扩散速率及影响因素（二）气体扩散速率及影响因素

26、速率：速率：= = 扩散速率（扩散速率（D D） 气体的溶解度气体的溶解度/ /分子量的平方根之比为分子量的平方根之比为扩散系数扩散系数。扩。扩散系数大，扩散速率快。散系数大，扩散速率快。扩散距离扩散距离分子量分子量分压差分压差温度温度气体溶解度气体溶解度扩散面积扩散面积= =（一）肺换气过程（一）肺换气过程 换气动力换气动力：分压差：分压差换气方向换气方向： 分压高分压高分压低分压低CO2O2二、肺换气二、肺换气换气结果：换气结果：1.1.肺换气肺换气肺泡内的肺泡内的O2O2扩散扩散肺肺CapCap扩散入肺扩散入肺V VA A血血肺毛细血管中的肺毛细血管中的CO2CO2扩散扩散肺泡肺泡体外体

27、外2.2.组织换气组织换气CapCap中的中的O2O2扩散扩散组织细胞组织细胞组织细胞代谢产生的组织细胞代谢产生的CO2CO2扩散扩散CapCap微微V VA A血血血液血液 肺泡气肺泡气O2CO2静脉血静脉血 动脉血动脉血 组织细胞组织细胞血液血液 O2CO2静脉血静脉血 动脉血动脉血 （二）影响肺换气的因素（二）影响肺换气的因素 气体扩散速率气体扩散速率 O O2 2、COCO2 2扩散速率（扩散速率（D D）的比较）的比较 分子量分子量 血浆溶解度血浆溶解度 肺泡气肺泡气 A A血血 V V血血 D D O O2 2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 32 21.4 13.

28、9 13.3 5.3 1COCO2 2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2分压差分压差温度温度气体溶解度气体溶解度扩散面积扩散面积扩散距离扩散距离分子量分子量= =(ml/L) (ml/L) （KPaKPa） （KPaKPa） （KPaKPa）（1 1）厚度）厚度：肺纤维化、尘：肺纤维化、尘肺、肺水肿肺、肺水肿呼吸膜厚度呼吸膜厚度通透性通透性气体交换气体交换；（2 2）面积）面积：肺气肿、肺不：肺气肿、肺不张、肺叶切除张、肺叶切除呼吸膜面积呼吸膜面积气体交换气体交换。1 1、呼吸膜呼吸膜血液流经肺毛细血管全长约需血液流经肺毛细血管全长约需

29、0.7s0.7s，而完成气体交换的时间，而完成气体交换的时间仅需仅需0.3s(0.3s(前前1/31/3段段)=)=气体交换的时间储备；气体交换的时间储备；安静状态时仅有安静状态时仅有40m40m2 2参与气体交换参与气体交换= =气体交换的面积储备气体交换的面积储备。2 2、 通气通气/ /血流比值血流比值 （1 1）VA/QVA/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流增大生理无效腔增大生理无效腔换气换气效率效率(如心衰、肺动脉栓塞如心衰、肺动脉栓塞) )（2 2）VA/QVA/Q肺通气肺通气增大功能性增大功能性A-VA-V短路短路换气效率换气效率（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）（如支哮、肺气肿、支气

30、管栓塞）整个肺脏的整个肺脏的VA/Q=0.84,VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的故临床上更应测肺脏各局部的VA/QVA/Q： 人体直立时肺局部的人体直立时肺局部的VA/QVA/Q 肺上区肺上区 肺下区肺下区VAVA（L/minL/min）0.24 0.820.24 0.82 Q Q（L/minL/min）0.07 1.290.07 1.29VA/Q 3.4 0.64VA/Q 3.4 0.64三、组织换气第四节第四节 气体在血液中的运输气体在血液中

31、的运输 1 1、物理溶解、物理溶解: :气体直接溶解于血浆中。气体直接溶解于血浆中。 特征：特征：量小量小,起桥梁作用；起桥梁作用； 溶解量与分压呈正比：溶解量与分压呈正比： 2 2、化学结合、化学结合: :与某些物质进行化学结合。与某些物质进行化学结合。 特征特征: :量大量大,主要运输形式主要运输形式。 一、氧的运输一、氧的运输（一）氧在血液中存在的形式（一）氧在血液中存在的形式1 1、物理溶解、物理溶解：(1.5%)(1.5%)2 2、化学结合、化学结合: :(98.5%)(98.5%)（1 1）O O2 2与与HbHb的可逆性结合的可逆性结合: :HbHb + O + O2 2 POP

32、O2 2(氧合氧合) )POPO2 2(氧离氧离) )HbOHbO2 2 1 1分子分子HbHb可与可与4 4分子分子O O2 2可逆结合可逆结合 Hb+OHb+O2 2结合的最大量结合的最大量氧容量氧容量 100ml100ml血血 Hb+OHb+O2 2结合的实际量结合的实际量氧含量氧含量 氧含量氧含量氧容量氧容量氧饱和度氧饱和度 HbHb与与O O2 2的结合或者解离曲线呈的结合或者解离曲线呈S S形形（2 2）O O2 2与与HbHb结合的特征结合的特征: : 反应快反应快、可逆可逆、受受POPO2 2的影响的影响、不需酶的催化；不需酶的催化； 是一种疏松的氧合，非氧化；是一种疏松的氧合

33、，非氧化； POPO2 2 ( (氧合氧合) )POPO2 2 ( (氧离氧离) )（二）氧解离曲线（二）氧解离曲线氧离曲线定义：表达氧离曲线定义：表达O2O2分压与氧饱和度之间的关系的分压与氧饱和度之间的关系的 曲线。曲线。A A、上段：、上段： 相当于相当于P PO2O2在在60-100mmHg60-100mmHg，曲线较平坦。，曲线较平坦。 生理意义：结合部分，生理意义：结合部分，P PO2O2不低于不低于60mmHg60mmHg，HbHb氧饱和度仍能保氧饱和度仍能保 持在持在90%90%之上。之上。B B、中、中段：段： 40-60mmHg40-60mmHg，曲线较陡，释放氧部分。曲线

34、较陡，释放氧部分。C C、下段：、下段：P PO2O2在在40mmHg40mmHg以下的部分，曲线较陡。以下的部分，曲线较陡。 生理意义：生理意义：P PO2O2在此范围内，稍在此范围内，稍 有下降，有下降，HbHb氧饱和度下降较大，氧饱和度下降较大， 因而释放大量的因而释放大量的O O2 2，满足机体代谢，满足机体代谢 的需要。的需要。 曲曲线线1曲曲线线2（三）影响氧解离曲线的因素（三）影响氧解离曲线的因素P50P50：正常值：正常值26.5mmHg26.5mmHg，为氧解离曲线移位程度的定，为氧解离曲线移位程度的定量指标量指标1.CO21.CO2和和PHPH的影响的影响波尔效应波尔效应P

35、COPCO22或或PHH+HbPHH+Hb构型紧密构型紧密HbHb与氧的亲与氧的亲和力和力曲线右移曲线右移在组织内有利于在组织内有利于HbHb与氧解离（与氧解离（组组织内织内）PCO2PCO2或或PHH+HbPHH+Hb构型疏松构型疏松HbHb与氧的亲与氧的亲和力和力曲线左移曲线左移在肺内有利于在肺内有利于HbHb与氧解离（与氧解离（肺内肺内）波尔效应：波尔效应：PHPH或或PCOPCOHbHb与氧的亲和力与氧的亲和力，反之，反之，HbHb与氧的亲和力与氧的亲和力，即，即血液酸度（血液酸度（CO2CO2为间接效应）为间接效应）对对HbHb与氧的亲和力产生影响的效应。与氧的亲和力产生影响的效应。

36、 意义意义：即可促进肺毛细血管内血液的氧合，又：即可促进肺毛细血管内血液的氧合，又利于组织毛细血管内的血液释放量。利于组织毛细血管内的血液释放量。 （三）影响氧解离曲线的因素（三）影响氧解离曲线的因素2 2. .温度的影响温度的影响T TH+H+活度活度HbHb构型紧密构型紧密HbHb与氧的亲和力与氧的亲和力曲线右移曲线右移（发热（发热组织代谢组织代谢对氧的要求对氧的要求HbHb解离出氧供解离出氧供组织利用）组织利用）T TH+H+活度活度HbHb构型疏松构型疏松HbHb与氧的亲和力与氧的亲和力曲线左移曲线左移（低温麻醉时要防止组织缺氧）（低温麻醉时要防止组织缺氧） （三）影响氧解离曲线的因素

37、（三）影响氧解离曲线的因素3 3. .2,3-2,3-二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（2,3-DPG2,3-DPG）的影响）的影响高原缺氧高原缺氧RBCRBC无氧代谢无氧代谢DPGDPGHbO2HbO2易解离易解离曲线右移曲线右移又利于氧释放又利于氧释放说明：红细胞内的说明：红细胞内的2,3-DPG2,3-DPG是是RBCRBC在无氧酵解过程中产在无氧酵解过程中产生的主要影响生的主要影响HbO2HbO2的解离的解离 大量输入冷冻血大量输入冷冻血DPGDPGHbO2HbO2解离难解离难曲线左移曲线左移（因为冷冻血（因为冷冻血3 3周后，周后，RBCRBC无氧代谢停止，无氧代谢停止，DPGDPG，所以

38、，所以应注意缺氧应注意缺氧） 4.4.一氧化碳的影响一氧化碳的影响COCO中毒中毒5.5.其他因素其他因素 4、氧解离曲线的移动分析、氧解离曲线的移动分析PCO2 pH DPG 温度 PCO2 pH DPG 温度温度(1)导致曲线右移的因素:pH、PCO2、温度 、细胞内 2,3-DPG等；(机体活动时)(2)导致曲线左移的因素: pH、PCO2、温度、细胞内 2,3-DPG等；二、二、COCO2 2的运输的运输1 1、物理溶解、物理溶解： 5 52 2、化学结合、化学结合：9595 （8888 HCOHCO3 3- -的形式）的形式） 以碳酸氢盐形式进行运输的特征1.反应快且可逆，反应方向取

39、决于CO2分压差2.RBC膜上有Cl-和HCO3-特意转运载体，Cl-转移维持电平衡，促进CO2化学结合的运输3.反应需酶催化（碳酸酐酶）4.在RBC内反应，在血浆内运输。COCO2 2的的运输运输碳酸酐酶碳酸酐酶 氨基甲酸血红蛋白的形式氨基甲酸血红蛋白的形式：7 7 (1)(1)反应过程反应过程： HbNHHbNH2 2O O2 2+H+H+ +CO+CO2 2 (2)(2)反应特征反应特征: : 在组织在组织在肺脏在肺脏HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2反应迅速且可逆，无需酶催化；反应迅速且可逆，无需酶催化；COCO2 2与与HbHb的结合较为松散；的结合较为松散；反应方向主

40、要受氧合作用的调节反应方向主要受氧合作用的调节: : HbOHbO2 2的酸性高的酸性高, ,难与难与COCO2 2结合结合, ,反应向左进行反应向左进行 HHbHHb的酸性低的酸性低, ,易与易与COCO2 2结合结合, ,反应向右进行反应向右进行虽不是主要运输形式虽不是主要运输形式, ,却是高效率运输形式，却是高效率运输形式， 因肺部排出的因肺部排出的COCO2 2有有2020是此释放的。是此释放的。带满带满O O2 2的的HbHb仍可带仍可带COCO2 2。 （二）（二）COCO2 2解离曲线解离曲线 特点：特点：(1)血中血中CO2含量与含量与 PCO2呈近呈近正比正比。(2)O2与与

41、Hb结合将结合将 促进促进CO2释放。释放。(何何尔登效应尔登效应) 血血 中中 CO2含含量量PCO2(mmHg) 小结小结 O2及CO2的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。 CO2通过波尔效应影响O2的结合和释放， O2又通过何而登效应影响CO2的结合和释放。第五节呼吸运动的调节第五节呼吸运动的调节基本呼吸中枢基本呼吸中枢调节呼吸运动的调节呼吸运动的中枢？中枢？呼吸为什么有节呼吸为什么有节律？律？调节呼吸运动的调节呼吸运动的环节？环节？一、呼吸中枢与呼吸节律一、呼吸中枢与呼吸节律 呼吸运动：呼吸运动：是一种非意识性节律活动，呼吸运动的节律性及其是一种非意识性节律活动，呼吸运动的节律性及其

42、对人体代谢状况的适应，均有赖于呼吸神经系统对呼吸运动的对人体代谢状况的适应，均有赖于呼吸神经系统对呼吸运动的调节。调节。（一）（一）呼吸中枢呼吸中枢在中枢神经系统内，有许多调节呼吸运动的细胞群-呼吸中枢分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓、脊髓等部位。分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓、脊髓等部位。延髓是呼吸基本中枢，脑桥是呼吸调整中枢。延髓是呼吸基本中枢，脑桥是呼吸调整中枢。 1、延髓基本呼吸中枢 吸气中枢 交互抑制 呼气中枢吸气中枢兴奋-呼气中枢抑制 吸气运动呼气中枢兴奋-吸气中枢抑制 呼气运动2、脑桥呼吸调整中枢调整呼吸的节律性和深度3、大脑皮层对呼吸运动的调节 使呼吸变慢、加快或暂时停止。脑

43、桥呼吸中枢脑桥呼吸中枢 脑桥呼吸中枢与延髓有双向联系。脑桥呼吸中枢与延髓有双向联系。 脑桥呼吸脑桥呼吸N N元的作用为限制吸气，促使吸气向呼气转换。相元的作用为限制吸气，促使吸气向呼气转换。相当于早先研究发现的呼吸调整中枢。当于早先研究发现的呼吸调整中枢。 微电极等技术研究发现：微电极等技术研究发现：CNSCNS内有些内有些N N元呈节律性元呈节律性放电，并且放电节律与呼吸周期有关，其类型有放电，并且放电节律与呼吸周期有关，其类型有: : 吸气吸气N N元元( (I-NI-N元元) )：在吸气相放电：在吸气相放电 呼气呼气N N元元( (E-NE-N元元): ): 在呼气相放电在呼气相放电 跨

44、时相跨时相N N元元 I-ENI-EN元元: :吸气相放电并延续到呼气相吸气相放电并延续到呼气相 E-INE-IN元元: :呼气相放电并延续到吸气相呼气相放电并延续到吸气相 呼呼吸吸N N元元放放电电类类型型模模式式延髓背侧呼吸神经元组延髓背侧呼吸神经元组：孤束核的腹外侧部，大孤束核的腹外侧部，大多数属吸气神经元，呼多数属吸气神经元，呼气神经元仅占气神经元仅占5 56 6，轴突投射到膈肌和肋间轴突投射到膈肌和肋间外肌运动外肌运动N N元，引起吸气。元，引起吸气。延髓腹侧呼吸神经元组延髓腹侧呼吸神经元组： 凝核、后凝核、前包钦凝核、后凝核、前包钦格复合体格复合体 引起呼气引起呼气 小结：1.脊髓

45、：中继站（前角运动神经元）2.低位脑干：（脑桥和延髓） 延髓存在呼吸节律的基本中枢，能引起节律性呼吸运动，但呈喘息呼吸 脑桥的上1/3部位存在呼吸调整中枢，限制吸气，促使吸气向呼气转化 脑桥中部和下部存在长吸中枢。（这一中枢目前基本被否定） 高位脑（皮层）控制随意呼吸，调整呼吸运动。( (二二) )节律呼吸的形成节律呼吸的形成 (1)(1)起步细胞学说起步细胞学说：新生动物离体脑片的研究表明，：新生动物离体脑片的研究表明，前包钦格复合体中存在着类似的电压依赖性起步前包钦格复合体中存在着类似的电压依赖性起步N N元，元，被认为是呼吸节律发源部位被认为是呼吸节律发源部位。(2)(2)N N元网络学

46、说元网络学说：节律性呼吸依赖于延髓内呼吸：节律性呼吸依赖于延髓内呼吸N N元元之间复杂的相互联系和相互作用。在此基础上提出了之间复杂的相互联系和相互作用。在此基础上提出了多种模型，如吸气切断机制模型。多种模型，如吸气切断机制模型。 吸气活动发生器和吸气切断机制模型吸气活动发生器和吸气切断机制模型 吸气活动发生器吸气活动发生器：当当H H+ + CO CO2 2 等作用下兴奋等作用下兴奋并引起并引起: : 向下兴奋延向下兴奋延髓吸气神经元髓吸气神经元脊髓吸脊髓吸气肌运动气肌运动N N元元吸气吸气；向上兴奋脑桥呼吸调向上兴奋脑桥呼吸调整中枢整中枢; ;兴奋吸气切兴奋吸气切断机制断机制N N元。元。

47、 吸气切断机制吸气切断机制：当接受到吸气活动发生当接受到吸气活动发生器、延髓器、延髓I-NI-N元、脑桥元、脑桥呼吸调整中枢和肺牵张呼吸调整中枢和肺牵张感受器的冲动，兴奋总感受器的冲动，兴奋总和达到某一阈值，反馈和达到某一阈值，反馈抑制延髓抑制延髓I-NI-N元元, ,切断吸切断吸气，从而使吸气转化为气，从而使吸气转化为呼气。呼气。H H+ + CO CO2 2二、呼吸运动的调节1.外周和中枢化学感受器外周和中枢化学感受器（1）外周化学感受器）外周化学感受器 存在于颈动脉体和主动脉体，前者主要参与存在于颈动脉体和主动脉体，前者主要参与呼吸调节，后者则在循环调节方面较为重要。呼吸调节，后者则在循

48、环调节方面较为重要。 颈动脉体内含颈动脉体内含型细胞和型细胞和型细胞，功能上型细胞，功能上型细胞起着感受器的作用，型细胞起着感受器的作用，型细胞类似神型细胞类似神经胶质细胞。经胶质细胞。 适宜刺激：对适宜刺激：对PO2、PCO2、H+高度敏感高度敏感(对对PO2敏感，对敏感，对O2含量含量不敏感不敏感)，且三者对化，且三者对化学感受器的刺激有相互增强的现象。学感受器的刺激有相互增强的现象。 当当型细胞受到上述三者刺激时，细胞浆内型细胞受到上述三者刺激时，细胞浆内Ca2+,触发内含的触发内含的Ach等递质释放，引起传入等递质释放，引起传入神经纤维兴奋。神经纤维兴奋。( (一一) )化学性调节：化

49、学性调节：动脉血或脑脊动脉血或脑脊液的液的O O2 2、COCO2 2和和H H+ +的变化，能反射的变化，能反射性的调节呼吸运动。性的调节呼吸运动。颈动脉体和主动脉体化学感受性反射颈动脉体和主动脉体化学感受性反射POPO2 2 H H+ + PCO PCO2 2 等等 颈动脉体和主动脉体外周化学感受器颈动脉体和主动脉体外周化学感受器（+ +）窦、弓窦、弓N N孤孤 束束 核核心血管中枢兴奋性改变心血管中枢兴奋性改变呼吸中枢呼吸中枢（+ +）心率心率、冠脉舒冠脉舒心输出量心输出量皮肤、内脏皮肤、内脏骨骼肌血管缩骨骼肌血管缩 心率、心输出量、外周阻力心率、心输出量、外周阻力外周阻力外周阻力心输出

50、量心输出量血血 压压呼吸加深加快呼吸加深加快间接间接特点：1.适宜刺激是血中的化学成分2.对正常BP不起作用（BP至600mmHg时起作用）3.在生理条件下主要调节呼吸运动（2 2）中枢化学感受器）中枢化学感受器 位于延髓腹侧浅表面下位于延髓腹侧浅表面下0.2mm0.2mm的区域，可分为头、中、尾三部分。的区域，可分为头、中、尾三部分。 适宜刺激：对适宜刺激：对H H+ +高度敏感，不感受缺高度敏感，不感受缺O O2 2的刺激。的刺激。 因外周血中因外周血中H H+ +不易透过血不易透过血- -脑屏障，而脑屏障，而COCO2 2易透过该屏障进入脑脊易透过该屏障进入脑脊液，通过生成液，通过生成H

51、 H2 2COCO2 2H H+ +HCO+HCO3 3- -发挥刺激作用。发挥刺激作用。2 2、COCO2 2、H H+ +和低和低O O2 2对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节(1)CO(1)CO2 2：COCO2 2分压在一定范围内升高可加强呼吸，但超过分压在一定范围内升高可加强呼吸，但超过一定限制则有压抑和麻醉效应。一定限制则有压抑和麻醉效应。 11时时呼吸开始加深；呼吸开始加深；COCO2 244时时呼吸加深加快呼吸加深加快, ,肺通气量肺通气量11倍以上倍以上; ; 6 6时时肺通气量可增大肺通气量可增大6-76-7倍倍; ; 7 7以上以上呼吸减弱呼吸减弱=CO=CO2 2麻醉。麻

52、醉。COCO2 2呼吸减慢（过度通气后可发生呼吸暂停）。呼吸减慢（过度通气后可发生呼吸暂停）。 特特 点：点：COCO2 2兴奋呼吸的作用兴奋呼吸的作用, ,以中枢途径为主；但因脑脊以中枢途径为主；但因脑脊液中碳酸酐酶含量很少，故潜伏期较长；液中碳酸酐酶含量很少，故潜伏期较长； COCO2 2兴奋呼吸的中枢途径是通过兴奋呼吸的中枢途径是通过H H+ +的间接作用的间接作用(血液中的血液中的H H+ +不易透过血不易透过血- -脑屏障脑屏障) )； COCO2 2兴奋呼吸的外周途径虽然为次，但当动脉血兴奋呼吸的外周途径虽然为次，但当动脉血PCOPCO2 2突然增高或中枢化学感受器对突然增高或中枢

53、化学感受器对COCO2 2的敏感性降的敏感性降低（低（COCO2 2 麻醉）时，起着重要作用。麻醉）时，起着重要作用。COCO2 2对呼吸中枢有很强的刺激作用，一定水平的对呼吸中枢有很强的刺激作用，一定水平的COCO2 2是维持正常呼吸运动的重要因素。是维持正常呼吸运动的重要因素。血中血中P PCOCO2 2在一定范围内升高可刺激中枢和外周化在一定范围内升高可刺激中枢和外周化学感受去兴奋呼吸。学感受去兴奋呼吸。 好哭的小孩为达到一定目的，嚎啕大哭，哭声强度节节攀升，突然一下子没有了声音，连呼吸也嘎然而至，这一幕让家长好生紧张。你说为什么呢？生理学知识：p 嚎啕大哭过度通气血中PCO2分压下降p

54、 正常CO2是维持呼吸中枢兴奋的基本条件p 血液低PCO2 呼吸中枢活动减弱呼吸暂停p 呼吸暂停血中PCO2逐渐升高呼吸恢复 (2)H(2)H+ +: HH+ +呼吸加强呼吸加强 HH+ +呼吸抑制呼吸抑制 HH+ +呼吸抑制呼吸抑制 主要通过刺激外周化学主要通过刺激外周化学感受器。感受器。；HH+ +呼吸呼吸COCO2 2排排出过多出过多P PCOCO2 2限制了对限制了对呼吸的加强作用呼吸的加强作用呼吸抑呼吸抑制甚至停止（呼吸性酸中制甚至停止（呼吸性酸中毒）毒）(3)(3)低低 氧氧缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制，并与缺氧程度相关：缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制，并与缺氧程度相关：轻度缺氧

55、时轻度缺氧时: :刺激刺激外周化学感受器外周化学感受器呼吸中枢呼吸中枢兴奋兴奋呼吸加深加呼吸加深加快快肺通气肺通气呼吸增强。（如高山反应）呼吸增强。（如高山反应）严重缺氧时严重缺氧时: :来自外周化学感受器的传入冲动，对抗不了缺氧对来自外周化学感受器的传入冲动，对抗不了缺氧对呼吸中枢的抑制作用，因而可使呼吸减弱，甚至停止。呼吸中枢的抑制作用，因而可使呼吸减弱，甚至停止。 特点特点: :缺氧对呼吸的刺激作用远不及缺氧对呼吸的刺激作用远不及PCOPCO2 2和和HH+ +作用明显，仅在作用明显，仅在动脉血动脉血POPO2 260mmHg60mmHg以下时起作用；以下时起作用；当长期高当长期高COCO2 2和低和低O O2 2状态（严重肺水肿